轉(zhuǎn)自中國畜牧獸醫(yī)信息網(wǎng)報道：
摘要：信息化作為先進生產(chǎn)力發(fā)展的重要標志,對畜牧業(yè)發(fā)展產(chǎn)生了十分深遠的影響，該文較系統(tǒng)地分析了信息化技術在畜牧業(yè)中應用的現(xiàn)狀，并對其未來的發(fā)展進行了討論 。
21世紀是一個信息時代,隨著計算機技術、互聯(lián)網(wǎng)技術、通訊技術的發(fā)展，信息技術已經(jīng)滲透到社會 、經(jīng)濟生活的方方面面，并成為各行業(yè)發(fā)展的主要推動力。與其他行業(yè)相比，信息技術在畜牧業(yè)中的應用還處于起步階段，但這并不意味信息技術對畜牧業(yè)的發(fā)展益處不大。我們應該清楚地認識到，近20年來全球掀起的以信息技術為代表的技術革命為傳統(tǒng)畜牧業(yè)帶來新的發(fā)展機遇。依托先進計算機技術，科研人員利用專業(yè)軟件就可以對試驗進行模擬和仿真，對龐大的試驗數(shù)據(jù)進行復雜數(shù)學計算和統(tǒng)計分析，這不僅大大縮短研究周期，同時也提高了研究的準確性。
同時隨著互聯(lián)網(wǎng)高速發(fā)展，利用信息技術搭建起的信息交流與溝通平臺，將科研 、生產(chǎn)、管理以及農(nóng)資和農(nóng)產(chǎn)品市場等環(huán)節(jié)緊密地連接起來，使之成為一個有機整體 。這將有利于科研 院所選擇符合市場需求的實用技術進行開發(fā)和推廣，以加快科研成果轉(zhuǎn)化速度；有利于企業(yè)把握市場的動向，減少生產(chǎn)經(jīng)營的盲目性和滯后性，提高企業(yè)競爭力，從而實現(xiàn)畜牧業(yè) 的持續(xù)健康發(fā)展。
目前，信息化技術在畜牧業(yè)上的應用研究主要集中在遺傳育種計算、飼料配方設計、模擬模型系統(tǒng)開發(fā)、專家系統(tǒng)等方面。
1 遺傳育種計算
隨著農(nóng)業(yè)技術發(fā)展，傳統(tǒng)的育種技術已不能勝任畜牧養(yǎng)殖業(yè)高速發(fā)展的需要。在育種計算領域 ，應用計算機技術促進畜牧業(yè)發(fā)展和品種改良。已成為提高家畜生產(chǎn)質(zhì)量的一個重要手段。例如美國賓西法尼亞州應用計算機管理30萬頭乳牛進行選種和選配，使每頭乳牛產(chǎn)乳量翻了一番，收入提高了2倍。
1.1 利用信息技術調(diào)查、評估、保存、管理畜禽遺傳資源現(xiàn)代遺傳育種理論的一個基本原則是收集和儲存數(shù)量龐大的家禽遺傳數(shù)據(jù)，并配以先進統(tǒng)計學計算方法 ，以此尋找最優(yōu)育種方案。首先要建立廣泛而全面的品種資源儲備，這樣才能從更大的范圍中尋找并培養(yǎng)出品質(zhì)高、適應性強、符合人類需求的畜禽品種。如一些北美和歐洲國家，種畜的遺傳評定都是地區(qū)性的，甚至是全國性的，也就是將全地區(qū)乃至全國的數(shù)據(jù)收集在一起，統(tǒng)一進行遺傳評定。在加拿大，國家的種豬聯(lián)合遺傳評定由加拿大豬改良中心(CCSI) 負責，CCSI保存了全國1800萬頭豬的生產(chǎn)性能測定和遺傳評定記錄，這些數(shù)據(jù)來自于參加全國豬聯(lián)合育種的各豬場的測定數(shù)據(jù)和各地區(qū)中心測定站的測定數(shù)據(jù)。每年有10萬多頭種豬參加測定，從中獲取了大量的遺傳數(shù)據(jù)，豐富的遺傳信息資源為培育優(yōu)良品種打下了良好基礎。
1.2 利用計算機快速準確地估計畜禽育種值 育種估值是育種成敗的關鍵，為了保證育種值估計的精確度，必需使用科學的統(tǒng)計方法，對大量相關數(shù)據(jù)資料進行處理。利用計算機開發(fā)專業(yè)軟件解決大量的數(shù)據(jù)分析處理問題，可以極大地提高遺傳參數(shù)和育種值估計的精確度，從而增加選擇速度和可靠程度。例如美國育種服務組織開發(fā)的遺傳配種服務程序GMS，30多個國家超過100萬乳牛使用了該程序 。該系統(tǒng)根據(jù)乳牛的體型參數(shù)及結構特征等方面數(shù)據(jù)，告訴用戶如何配種，并在全國成立了乳牛改良協(xié)會(DHTA)。應用計算機建立了9個數(shù)據(jù)處理中心，提供準確 的生產(chǎn)管理報告，加速了后裔測定和選種選配進程。
1.3 國內(nèi)育種計算技術的發(fā)展情況 目前，我國畜禽育種計算技術在總體水平上落后于歐美等發(fā)達國家，我們在畜禽資源的調(diào)查、評估、保存、管理和利用上還存在許多不足之處。我國僅僅在部分省市建立了地方性 的畜禽品種信息處理中心 ，負責本地區(qū)的畜禽遺傳評定，遺傳評定的范圍不夠廣。畜禽品質(zhì)資源庫建立也落后于發(fā)達國家，收錄到數(shù)據(jù)庫的品質(zhì)資源也十分有限。目前國內(nèi)畜禽品種資源數(shù)據(jù)庫結構僅有l(wèi)l9個字段，急需進一步擴充和完善。另外我國許多種豬場已經(jīng)開始著手進行軟件選育工作 ，在大部分國家級的種豬場和其他一些較大型的種豬
場已有了供場內(nèi)遺傳評定的計算機軟件(GBSPIGMAP ) 。但由于育種技術參差不齊，特別是受到持續(xù)性問題和育種規(guī)模的限制，目前還難以實現(xiàn)高水平、高效率的育種工作。
2 飼料配方計算機管理
飼料是畜禽養(yǎng)殖業(yè)成敗的一個關鍵因素，好的飼料配方可以降低養(yǎng)殖成本，提高畜禽品質(zhì)。從而幫助企業(yè)獲取更好經(jīng)濟效益。飼料配方設計是飼料工業(yè)核心，一個好配方很難通過簡單計算來得到。它通常是根據(jù)營養(yǎng)原理和以往經(jīng)驗，先通過初擬配方再通過大面積篩選試驗，并采集數(shù)據(jù)．最后還要經(jīng)過復雜的數(shù)學計算和科學統(tǒng)計才能確定。
好的飼料配方應該具有營養(yǎng)均衡、轉(zhuǎn)化率高、成本低等特點，這就需要從多個角度考慮設計方案。結合傳統(tǒng)的多配方技術、概率配方技術、配料倉競爭等技術，利用計算機強大的數(shù)據(jù)處理能力。可以迅速從大量試驗數(shù)據(jù)中總結規(guī)律，特別是營養(yǎng)成分與飼料種類及用量的精確對應關系，從而提高配方設計效率和準確度。 另外， 用成熟的分析結果建立數(shù)學模型開發(fā)軟件，可以大大簡化飼料配方設計工作。這樣使用者不需要掌握高深的營養(yǎng)學和統(tǒng)計學知識。只要根據(jù)軟件提示輸入相應信息，如動物種類、成長周期等，計算機就可優(yōu)化計算出適宜配方。從而提高了養(yǎng)殖的科學性，幫助飼養(yǎng)者獲取更好的經(jīng)濟效益。
目前國內(nèi)有許多比較成功的例子，如中國農(nóng)業(yè)科學院張子儀等建立了“中國飼料數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)”，孫德林研制了“ 乳牛飼料數(shù)據(jù)庫與飼料配方設計系統(tǒng)”， 陸昌華利用計算機技術、動物營養(yǎng)理論和數(shù)學方法，開發(fā)了“蛋雞飼料配方微機決策管理系統(tǒng)” ，徐萬良等研制了“飼料配方系統(tǒng) CTT”，華中農(nóng)業(yè)大學黃漢英等利用模糊線性規(guī)劃方法研制了新一代飼料配方軟件等 。
3 畜牧業(yè)模擬模型研究技術
畜牧業(yè)模擬模型研究技術就是利用計算機的信息處理能力和虛擬功能，結合畜牧業(yè)科學研究理論，采用仿真、多媒體等技術建立數(shù)學模型定量，對畜牧業(yè)生產(chǎn)中的現(xiàn)象、過程進行模擬。計算機模擬模型技術有利于發(fā)揮多源、多維、動態(tài)、實時、大規(guī)模的數(shù)據(jù)量優(yōu)勢，模擬出的試驗結果更加準確更能反映客觀規(guī)律。此外，模擬模型試驗改變了傳統(tǒng)科研方式，跳開了時間與空間限制，只要通過軟件配置，就可方便地添加各種實驗需要的外部環(huán)境條件和因素，輕松模擬出許多在現(xiàn)實條件中很難開展或 尚不能開展的試驗項目。不僅大大節(jié)約了科研成本，合理利用各項資源，達到提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量的目的。
目前模擬模型技術已經(jīng)應用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和研究各個領域，從宏觀農(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展到微觀的光合作用過程，幾乎涉及所有的農(nóng)業(yè)問題。例如畜牧業(yè)方面，可以虛擬地描述畜禽生長發(fā)育、器官建成等生理生態(tài)過程，可以虛擬研究畜禽產(chǎn)量與環(huán)境之間相互作用的數(shù)量比例關系，研究資源環(huán)境間相互關聯(lián)、資源的優(yōu)化利用和資源的重復利用等問題。
3.1 虛擬生物試驗定向培育優(yōu)秀畜禽品種 采用傳統(tǒng)方法研究畜禽保種群體受到兩個因素制約。一是研究周期太長，缺乏經(jīng)濟效益。如，牛、羊等大型畜禽，1 個世代約需5年，10個世代就要50年。二是難以了解到群體中控制性狀的多基因的動態(tài)變化，通過觀察和普通生物試驗只能得到群體均數(shù) 、方差等外部參數(shù)。缺乏大量的試驗 ，難 以研究保種長期效益和種群遺傳性狀的穩(wěn)定性。用計算機模擬模型技術來代替生物試驗。為保種研究提供了有力工具，大大縮短了研究周期 ，大量低成本模擬試驗也確保了研究結果的可靠性。例如，吳克亮等應用計算機模擬方法，成功地建立了多基因不同基因效應模型，對群體含量、連鎖強度、遺傳力、選擇等因素在畜禽保種群中的作用進行了廣泛的模擬研究取得了較好的成效。再如，王金良利用計算機模擬小群體保種研究也取得成功。
3.2 建立數(shù)學模型提高畜禽選種準確性 利用模擬模型技術建立畜禽圖文數(shù)據(jù)庫模型，綜合分析育種數(shù)據(jù) 、種質(zhì)資源、形態(tài)特征、生態(tài)環(huán)境等因素。通過計算機建立的數(shù)學模型研究與動物育種有關的“數(shù)”和“形”之間的聯(lián)系，提高畜禽選種的準確性。如應用計算機圖像分析系統(tǒng)觀察和度量群體行為和染色體組型，可以從宏觀和微觀兩方面提高育種效果。又如在豬的育種實踐中，通過計算機圖像分析B超活體測定的背部厚度以及眼肌面積，不必等屠宰后進行測定，降低了測定費用，加大了選擇強度，提高了選種的準確性；采用核磁共振及計算機圖像技術 ，可在活體上測量系水力、肌內(nèi)脂肪含量等肉質(zhì)性狀，加快這些性狀的遺傳改良。
計算機圖像分析系統(tǒng)也有助于畜禽的遺傳評定研究。通過數(shù)形結合優(yōu)勢，增加了直觀度，使育種工作的開展更加靈活易行。例如，對乳牛外形線性評定中，先用攝像機拍下個體的照片，然后與計算機相連接。這樣可以利用專用計算機軟件客觀的測量有關的線性性狀值，基本實現(xiàn)乳牛體形線性評定的自動化，提高研究工作的質(zhì)量與效率。
4 專家系統(tǒng)
農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)實際就是一個專業(yè)計算機程序，它以人類專家的水平為使用提供專業(yè)技術指導和結果預測服務。系統(tǒng)擁有一個龐大知識庫，保存有數(shù)以萬計的信息，包括各類農(nóng)業(yè)領域知識和經(jīng)驗總結各種通過試驗獲得數(shù)據(jù)及數(shù)學模型，各類實用農(nóng)業(yè)技術原理及具體操作方法等。使用者通過互聯(lián)網(wǎng)登陸系統(tǒng)，按照提示輸入相應信息，計算機利用人工智能技術，并結合知識庫模仿農(nóng)業(yè)專家思維過程進行推理，進行解答、解釋或判斷，使計算機在這個過程中起到模擬人類專家作用。 目前農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應用于畜禽飼養(yǎng)管理、水產(chǎn)養(yǎng)殖、物種保護、育
種以及經(jīng)濟決策等各領域。
4.1 專家系統(tǒng)在 畜牧研究中的應用 農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)為科研成果普及應用提供了新方法，加快了畜牧業(yè)朝著數(shù)字化、精確化、高效化和科學化邁進的步伐，使畜牧業(yè)得到更優(yōu)、更快的發(fā)展。
畜牧業(yè)的生產(chǎn)活動是多學科縱橫交叉綜合體，遇到的問題往往需要多個領域知識相互滲透共同解決。農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)知識庫中匯集了專家群體的智慧，通過邏輯推理演算，將各類動態(tài)更新的數(shù)據(jù)、公式、方法、經(jīng)驗進行有效運算、裝配和組合。不僅實現(xiàn)了對問題的定量、定性分析，還能夠為使用者預測各類預案的運行結果，用精確數(shù)據(jù)對預案和問題的因果關系做出深層次說明，對各種在畜牧業(yè)生產(chǎn)活動中遇到的問題做出科學的決策指引。
隨著計算機技術的高速發(fā)展，專家系統(tǒng)已經(jīng)從單一的技術診斷和技術支撐轉(zhuǎn)向應用于生產(chǎn)管理、經(jīng)濟分析與決策等方面。如浙江大學與中國農(nóng)業(yè)科學院畜牧研究所聯(lián)合開發(fā)了基于案例推理和面向?qū)ο蠹夹g應用的飼料配方研究方向的專家系統(tǒng) 。該系統(tǒng)已得到了廣泛的推廣應用，并取得了良好的經(jīng)濟效益。
4.2 專家系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)雙百活動中的作用 我國畜牧養(yǎng)殖業(yè)中小規(guī)模養(yǎng)殖戶占很大比例，農(nóng)業(yè)勞動者整體素質(zhì)不高，得到的有效農(nóng)業(yè)信息資源嚴重不足，尤其缺乏關于養(yǎng)殖基礎理論和實用技術方面的資料。農(nóng)業(yè)雙百行動是我們 國家的一項惠民措施，專家親赴生產(chǎn)第一線為勞動者提供專業(yè)的技術服務。但是我國的專業(yè)科技人員數(shù)量不足，無法為他們提供足夠的專業(yè)技術指導，許多先進高效的畜牧業(yè)科研成果沒有辦法得到及時推廣，大多數(shù)養(yǎng)殖戶還是僅僅依靠分散飼養(yǎng)管理和傳統(tǒng)飼養(yǎng)技術進行生產(chǎn)勞動。 這些因素都制約了畜牧業(yè)朝著高產(chǎn)高效方向發(fā)展。農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)可以為廣大農(nóng)民提供及時、有效的遠程咨詢、診斷等技術支持服務，可 以替人類專家長期陪伴在農(nóng)民身邊，大大緩解了我國科技人員不足的矛盾。專家系統(tǒng)中許多資料更是以多媒體方式提供，通過視頻中專家有聲有色的講解，不僅有利于各項最新實用的科技成果在農(nóng)民中推廣，也方便了農(nóng)民解決生產(chǎn)過程中遇到的各種問題，有效地促進畜牧業(yè)朝低成本、低風險、高效益的正確道路發(fā)展。
5 關于我國畜牧業(yè)信息化發(fā)展的幾點思考
5.1 加強畜牧業(yè)數(shù)據(jù)動態(tài)化管理 我國是畜牧業(yè)大國，所蘊含的資源十分豐富，但目前我國畜禽信息采集、研究成果收錄和數(shù)據(jù)庫建設等方面與發(fā)達國家還有很大差距。主要表現(xiàn)為信息總量不足以及信息更新不及時等問題。而這些基礎數(shù)據(jù)對科學研究又至關重要，許多研究都需依靠這些數(shù)據(jù)進行分析和計算，所以數(shù)據(jù)的時效性就顯得尤為重要。我們要加強畜禽信息數(shù)據(jù)庫建設 ，并采取切實有效措施開展畜禽信息采集、整理工作，確保數(shù)據(jù)庫得到及時地補充與更新。例如專家系統(tǒng)智慧庫中信息不僅量大，而且還必須動態(tài)更新。只有不斷擴充新知識、新技術農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)才能更好地解決生產(chǎn)中遇到的各種新問題，才能為廣大農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者提供最新、最實用、最準確的科技指導。
5.2 開發(fā)便捷 易用的農(nóng)業(yè)信息化終端設備 為了讓新技術能更便捷、更廉價、更有效地服務于畜牧業(yè)科研、生產(chǎn)、經(jīng)營等各個環(huán)節(jié)，我們需要開發(fā)便捷易用的信息化應用終端設備。PDA是一種掌上型計算機，它具有體積小、便于攜帶、操作簡單、價格低、具備無線通信能力等特點同。通過開發(fā)適用于Palm OS和WindowsCE操作系統(tǒng)的軟件，可以將許多現(xiàn)在應用于個人電腦上的農(nóng)業(yè)軟件移植過來，便于專家在田間地頭指導生產(chǎn)、開展研究。例如，將農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)移植到PDA平臺上 ，不但保 留了原先提供圖文并茂的信息和多媒體播放等功能，還具有攜帶方便優(yōu)點，便于使用者能隨時隨地使用，應用前景十分廣闊。
另外，PDA具有很強擴展性。加裝GPS定位模塊后，就可以開展野外信息采集。例如，畜禽資源信息采集、畜禽種群遙感監(jiān)測、環(huán)境信息監(jiān)測等科學研究活動。同時借助第三代移動通訊技術(3G)的高速數(shù)據(jù)傳輸能力，可以時時將數(shù)據(jù)送至中央管理系統(tǒng)進行統(tǒng)一處理。這有助于農(nóng)業(yè)管理人員精確掌握各地區(qū)畜牧業(yè)資源分布情況 ，對畜牧業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展做出正確合理 的安排。
5.3 加大農(nóng)業(yè)信息化人才培養(yǎng)力度 大部分農(nóng)業(yè)專家缺少信息技術專業(yè)知識，無法獨立完成農(nóng)業(yè)信息化系統(tǒng)應用開發(fā)，對外依存度較高。但由信息領域?qū)＜規(guī)椭_發(fā)的系統(tǒng)也存在局限性。例如，許多農(nóng)業(yè)科研軟件僅僅提供了通用模板和模型，但我國地廣物博，各種動物、植物分布廣泛，而且具有很強地域性氣候條件、 土壤條件等又各不相同。這就需要研究者根據(jù)自己的外部 因素對系統(tǒng)進行二次開發(fā)，設計合適的數(shù)學模型和定量分析程序，確保研究方向的正確性和系統(tǒng)的適用性。這就迫切需要一大批既懂現(xiàn)代信息技術又懂現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)技術的綜合性人才來充實農(nóng)業(yè)信息化建設隊伍 。
在信息化綜合性人才培養(yǎng)方面，我們應堅持內(nèi)外兩手抓。一方面加強現(xiàn)有人才的培訓和使用，充分利用社會培訓、繼續(xù)教育等多種途徑進行知識充電，提高他們信息化應用水平。同時制定積極的人才政策，吸收和引進一批了解農(nóng)業(yè)知識、農(nóng)業(yè)經(jīng)濟規(guī)律，并且熟練掌握計算機技術，特別是軟件開發(fā)技術的人員來充實農(nóng)業(yè)信息化建設隊伍。通過幫助他們解決工作中遇到的困難和問題，提高其工作積極性，使之成為加快農(nóng)業(yè)信息化發(fā)展的主力軍。
經(jīng)過30年的發(fā)展，我國畜牧業(yè)信息化應用已經(jīng)初見規(guī)模，信息技術作為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的先導，推動了畜牧科技的發(fā)展和進步。一大批與信息技術結合的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術 ，如動物育種計算技術、動物營養(yǎng)與飼料加工技術、疾病診療及防控技術、畜產(chǎn)品營養(yǎng)與加工等技術在我國畜牧業(yè)發(fā)展的各個環(huán)節(jié)都發(fā)揮了積極的推動作用。我們相信，隨著農(nóng)業(yè)信息技術的不斷發(fā)展。它必將為全面提高我國畜牧業(yè)核心競爭力做出卓越貢獻。